KR20060095001A - 백 라이트의 구동장치와 이를 이용한 액정 표시장치 - Google Patents

백 라이트의 구동장치와 이를 이용한 액정 표시장치 Download PDF

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KR20060095001A
KR20060095001A KR1020050015833A KR20050015833A KR20060095001A KR 20060095001 A KR20060095001 A KR 20060095001A KR 1020050015833 A KR1020050015833 A KR 1020050015833A KR 20050015833 A KR20050015833 A KR 20050015833A KR 20060095001 A KR20060095001 A KR 20060095001A
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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 어레이의 구성을 단순화시킴과 아울러 발광 다이오드의 구동장치를 단순화시킬 수 있도록 한 백 라이트의 구동장치와 이를 이용한 액정 표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 백 라이트의 구동장치는 인쇄회로기판의 제 1 입력라인과 제 2 입력라인 사이에 반복적으로 직렬 접속된 복수의 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드들을 포함하는 발광 다이오드 어레이와, 정전류 신호를 발생하여 상기 제 1 입력라인에 공급하고 기저신호를 발생하여 상기 제 2 입력라인에 공급하는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하여 본 발명은 본 발명은 하나의 정전류 집적회로를 이용하여 복수의 발광 다이오드를 직렬 구동하여 화이트 컬러를 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명은 복수의 발광 다이오드를 직렬 접속시킴으로써 인쇄회로기판 상의 배선 패턴을 단순화하게 하여 인쇄회로기판의 설계 및 제작을 단순화시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 복수의 발광 다이오드를 구동시키기 위한 정전류 집적회로의 수를 현저히 감소시킬 수 있으므로 구동부의 크기 및 제조비용을 감소시킬 수 있다.
발광 다이오드, 전류분할, 정전류 집적회로, 온 듀티

Description

백 라이트의 구동장치와 이를 이용한 액정 표시장치{DRIVING APPARATUS OF BACK LIGHT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
도 1은 관련기술에 따른 백 라이트의 구동장치를 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 구동부를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트의 구동장치를 나타내는 도면.
도 4는 도 3에 도시된 구동부를 나타내는 도면.
도 5는 도 3에 도시된 발광 다이오드에 공급되는 정전류 신호를 나타내는 파형도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 7은 도 6에 도시된 백 라이트 구동부를 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
10, 110 : LED 어레이 20, 120 : 인쇄회로기판
22 : 애노드 전극라인 24, 124 : 캐소드 전극라인
30, 130 : 발광 다이오드 40, 140 : 구동부
42, 142, 242 : 제어부 100 : 백 라이트 유닛
122 : 정전류 입력라인 144 : 정전류 집적회로
200 : 액정패널 240 : 백 라이트 구동부
본 발명은 백 라이트의 구동장치에 관한 것으로, 특히 발광 다이오드 어레이의 구성을 단순화시킴과 아울러 발광 다이오드의 구동장치를 단순화시킬 수 있도록 한 백 라이트의 구동장치와 이를 이용한 액정 표시장치에 관한 것이다.
통상적으로, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display)는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 액정셀들과 이들 액정셀들 각각에 공급될 비디오 신호를 절환하기 위한 다수의 제어용 스위치들로 구성된 액정패널에 의해 백 라이트(Back Light)에서 공급되는 광의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
백 라이트는 소형화, 박형화, 경량화의 추세에 있다. 이 추세에 따라 백 라이트에 사용되는 형광 램프 대신에 소비전력, 무게, 휘도 등에서 유리한 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하 LED라 함)를 이용한 백 라이트가 제안되었다.
도 1은 관련기술에 따른 LED를 이용한 백 라이트의 구동장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 관련기술에 따른 LED를 이용한 백 라이트의 구동장치는 N(단, N은 3의 배수)개의 LED(30)를 포함하는 LED 어레이(10)와, LED 어레이(10)를 구동하기 위한 구동부(40)를 구비한다.
LED 어레이(10)는 인쇄회로기판(20) 상에 나란하게 배치된 복수의 적색(R)과 녹색(G) 및 청색(B) LED(30)와, 각 LED(30)의 애노드 전극에 전기적으로 접속된 복수의 애노드 전극라인(22)과, 각 LED(30)의 캐소드 전극에 전기적으로 접속된 복수의 캐소드 전극라인(24)을 구비한다.
인쇄회로기판(20)은 비금속성 및 금속성 중 어느 하나의 재질을 가진다. 이때, 인쇄회로기판(20)은 방열을 위하여 금속성 인쇄회로기판을 사용하는 것이 바람직하다.
각 애노드 전극라인(22)은 각 LED(30)의 애노드 전극에 전기적으로 접속되어 구동부(40)로부터의 정전류를 각 LED(30)의 애노드 전극에 공급한다. 그리고 각 애노드 전극라인(22)은 인쇄회로기판(20)의 일측영역에 소정 간격으로 나란하게 형성된다.
각 캐소드 전극라인(24)은 각 LED(30)의 캐소드 전극에 전기적으로 접속되어 구동부(40)로부터의 기저신호를 각 LED(30)의 캐소드 전극에 공급한다. 이러한, 각 캐소드 전극라인(24)은 인쇄회로기판(20)의 타측영역에 소정 간격으로 나란하게 형성된다.
한편, 각 애노드 전극라인(22) 및 캐소드 전극라인(24)은 각 LED(30)에 공급되는 수백㎃의 고전류에 대응되는 선 폭을 가지도록 같은 간격으로 형성된다.
N개의 LED(30) 각각은 애노드 전극라인(22)에 전기적으로 접속되는 애노드 전극과 캐소드 전극라인(24)에 전기적으로 접속되는 캐소드 전극을 구비한다. 이때, 각 LED(30)는 칩(Chip) 형태로 인쇄회로기판(20) 상에 배치된다. 그리고 N개의 LED(30)는 인쇄회로기판(20) 상에 N/3개의 적색(Red)과 N/3개의 녹색(Green) 및 N/3개의 청색(Blue) LED가 적색과 녹색 및 청색의 순서로 반복되도록 나란하게 배치된다.
각 적색 LED(30)는 복수의 애노드 전극라인들 중 적색용 애노드 전극라인으로부터 공급되는 정전류에 의해 발광하여 적색 광을 방출하게 된다. 또한, 각 녹색 LED(32G)는 복수의 애노드 전극라인들 중 녹색용 애노드 전극라인으로부터 공급되는 정전류에 의해 발광하여 녹색 광을 방출하게 된다. 그리고 각 청색 LED(32B)는 복수의 애노드 전극라인들 중 청색용 애노드 전극라인으로부터 공급되는 정전류에 의해 발광하여 청색 광을 방출하게 된다.
구동부(40)는 각 LED(30)를 발광시키기 위한 N개의 정전류 신호를 발생하여 인쇄회로기판(20)의 각 애노드 전극라인에 공급한다. 이때, 구동부(40)는 와이어(50)를 통해 인쇄회로기판(20)의 각 애노드 전극라인 및 각 캐소드 전극라인에 전기적으로 접속된다.
이러한, 구동부(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 N개의 제어신호(CS1 내지 CSn)를 발생하는 제어부(42)와, 제어부(42)로부터의 제어신호(CS1 내지 CSn)에 따라 정전류 신호(i1 내지 in)를 발생하여 각 LED(30)에 공급하는 N개의 정전류 집적회로(Integrated Circuit : 이하 IC라 함)(441 내지 44n)를 구비한다.
제어부(42)는 외부로부터의 구동신호에 응답하여 N개의 제어신호(CS1 내지 CSn)를 발생하여 각 정전류 IC(441 내지 44n)에 공급한다. 이때, 적색(R) LED, 녹색(G) LED 및 청색(B) LED마다 휘도 특성이 다르기 때문에 제어부(42)는 N개의 LED(30)로부터 발생되는 광의 화이트 밸런스(White Balance)를 맞추기 위하여 청색 (B) LED, 녹색(G) LED 및 적색(R) LED 별로 서로 다른 제어신호(CS1 내지 CSn)를 발생하여 각 정전류 IC(441 내지 44n)에 공급한다. 즉, 제어부(42)는 적색(R) LED(30)를 발광시키기 위한 제 1 제어신호(CS1)를 발생하고, 녹색(G) LED(30)를 발광시키기 위한 제 1 제어신호(CS1)와 다른 제 2 제어신호(CS2)를 발생하며, 청색(B) LED(30)를 발광시키기 위한 제 1 및 제 2 제어신호(CS1, CS2)와 다른 제 3 제어신호(CS3)를 발생한다.
N개의 정전류 IC(441 내지 44n) 각각은 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식을 이용하여 제어부(42)로부터 공급되는 각 제어신호(CS1, CS2, CS3)에 따라 외부로부터 입력되는 입력신호를 변조하여 정전류 신호(i1 내지 in)를 발생한다. 이때, N개의 정전류 신호(i1 내지 in)는 동일한 전류레벨을 가지며 적색(R)과 녹색(G) 및 청색(B) LED(30)별로 다른 온 듀티(On Duty)를 가지게 된다. 여기서, N개의 정전류 IC(441 내지 44n)는 펄스 폭 변조 IC라고 불리기도 한다.
구체적으로, N개의 정전류 IC(441 내지 44n) 중 적색(R) LED(30)를 발광시키기 위한 N/3개의 정전류 IC(441, 444 내지 44n-2)는 제어부(42)로부터 공급되는 제 1 제어신호(CS1)에 따라 제 1 펄스 폭을 가지는 적색용 정전류 신호(i1, i4 내지 in-2)를 발생한다.
또한, N개의 정전류 IC(441 내지 44n) 중 녹색(G) LED(30)를 발광시키기 위한 N/3개의 정전류 IC(442, 445 내지 44n-1)는 제어부(42)로부터 공급되는 제 2 제어신호(CS2)에 따라 제 1 펄스 폭보다 큰 제 2 펄스 폭을 가지는 녹색용 정전류 신호(i2, i5 내지 in-1)를 발생한다.
그리고 N개의 정전류 IC(441 내지 44n) 중 청색(B) LED(30)를 발광시키기 위한 N/3개의 정전류 IC(443, 446 내지 44n)는 제어부(42)로부터 공급되는 제 3 제어신호(CS3)에 따라 제 2 펄스 폭보다 큰 제 3 펄스 폭을 가지는 청색용 정전류 신호(i3, i6 내지 in)를 발생한다.
이러한, 구동부(40)는 N개의 정전류 IC(441 내지 44n)를 이용하여 N개의 LED(30) 각각을 발광시키기 위한 N개의 정전류 신호(i1 내지 in)를 발생하여 인쇄회로기판(20)의 각 애노드 전극라인(22)에 공급한다.
이와 같은, 관련기술에 따른 백 라이트의 구동장치는 구동부(40)로부터 애노드 전극라인(22)에 공급되는 각 정전류 신호(i1 내지 in)의 온 듀티(On Duty) 구간에 공급되는 정전류(i)를 각 LED(30)에 공급하여 각 LED(30)를 발광시키게 된다.
이에 따라, 관련기술에 따른 백 라이트의 구동장치는 N개의 정전류 신호(i1 내지 in)의 온 듀티, 즉 펄스 폭에 따른 정전류에 의해 발광하는 각 적색 LED(32R)로부터의 적색 광과, 각 녹색 LED(32G)로부터의 녹색 광 및 각 청색 LED(32B)로부터의 청색 광을 혼합하여 백색 광을 발생하게 된다.
그러나 이러한 관련기술에 따른 백 라이트의 구동장치는 N개의 LED(30)를 발광시키기 위하여 LED(30)의 개수와 동일한 N개의 정전류 IC(441 내지 44n)가 필요하게 된다.
따라서, 관련기술에 따른 백 라이트의 구동장치에서는 구동부(40)의 크기 및 제조비용이 증가할 뿐만 아니라 인쇄회로기판(20) 상의 배선 패턴이 복잡하므로 인쇄회로기판(20)의 설계 및 제작이 어려운 문제점이 있다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 발광 다이오드 어레이의 구성을 단순화시킴과 아울러 발광 다이오드의 구동장치를 단순화시킬 수 있도록 한 백 라이트의 구동장치와 이를 이용한 액정 표시장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트의 구동장치는 인쇄회로기판의 제 1 입력라인과 제 2 입력라인 사이에 반복적으로 직렬 접속된 복수의 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드들을 포함하는 발광 다이오드 어레이와, 정전류 신호를 발생하여 상기 제 1 입력라인에 공급하고 기저신호를 발생하여 상기 제 2 입력라인에 공급하는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트의 구동장치는 상기 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드 중 적어도 2개의 발광 다이오드 각각에 병렬 접속되어 상기 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드 각각에 서로 다른 전류레벨의 상기 정전류 신호가 인가되도록 하는 전류 분할회로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 백 라이트의 구동장치에서 상기 전류 분할회로는 상기 제 1 색 발광 다이오드에 병렬 접속되는 제 1 분할회로와, 상기 제 2 색 발광 다이오드에 병렬 접속되는 제 2 분할회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 인쇄회로기판의 제 1 입력라인과 제 2 입력라인 사이에 반복적으로 직렬 접속된 복수의 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드들을 가지는 복수의 발광 다이오드 어레이를 이용하여 백색 광을 발생하는 백 라이트 유닛과, 정전류 신호를 발생하여 상기 제 1 입력라인에 공급하고 기저신호를 발생하여 상기 제 2 입력라인에 공급하는 백 라이트 구동부와, 상기 백 라이트 유닛으로부터의 상기 백색 광의 투과율을 조절하는 화상을 표시하는 액정패널을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정 표시장치에서 상기 각 발광 다이오드 어레이는 상기 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드들 중 적어도 2개의 발광 다이오드 각각에 병렬 접속되어 상기 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드 각각에 서로 다른 전류레벨의 상기 정전류 신호가 인가되도록 하는 전류 분할회로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정 표시장치에서 상기 전류 분할회로는 상기 제 1 색 발광 다이오드에 병렬 접속되는 제 1 분할회로와, 상기 제 2 색 발광 다이오드에 병렬 접속되는 제 2 분할회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하에서, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트의 구동장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트의 구동장치는 인쇄회로기판(120)의 정전류 입력라인(122)과 캐소드 전극라인(124) 사이에 적색(R)과 녹색(G) 및 청색(B)의 발광 다이오드들(130)이 반복적으로 직렬 접속된 N(단, N은 4의 배수)개의 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하, LED라 함)(130)를 포함하는 LED 어레이(110)와; 정전류 신호(io)를 발생하여 정전류 입력라인(122)에 공 급하고 기저신호(GND)를 발생하여 캐소드 전극라인(124)에 공급하는 구동부(140)를 구비한다.
LED 어레이(110)는 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드 중 적어도 2개의 발광 다이오드 각각에 병렬 접속되어 상기 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드 각각에 서로 다른 전류레벨의 정전류 신호(io)가 인가되도록 하는 전류 분할회로(132)를 더 구비한다.
인쇄회로기판(120)은 비금속성 및 금속성 중 어느 하나의 재질을 가진다. 이때, 인쇄회로기판(120)은 방열을 위하여 금속성 인쇄회로기판을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한, 인쇄회로기판(120) 상에는 N개의 LED(130)가 직렬 접속되도록 배치된다.
정전류 입력라인(122)은 제 1 LED(130)의 애노드 전극에 전기적으로 접속되어 구동부(140)로부터의 정전류 신호(io)를 제 1 LED(130)의 애노드 전극에 공급한다.
캐소드 전극라인(124)은 제 N LED(130)의 캐소드 전극에 전기적으로 접속되어 구동부(140)로부터의 기저신호(GND)를 제 N LED(130)의 캐소드 전극에 공급한다.
N개의 LED(130)는 인쇄회로기판(120)의 정전류 입력라인(122)과 캐소드 전극라인(124) 사이에 전기적으로 직렬 접속된다.
인쇄회로기판(120) 상에 직렬 접속된 N개의 LED(130)는 제 1 녹색(G) LED(130G1), 적색(R) LED(130R), 청색(B) LED(130B) 및 제 2 녹색(G) LED(130G2)의 순서로 반복되도록 배치된다. 여기서, 각 LED(130)는 칩(Chip) 형태로 인쇄회로기판(120) 상에 배치될 수 있다.
N개의 LED(130) 중 제 1 LED(130)는 정전류 입력라인(122)에 전기적으로 접속되는 애노드 전극과 제 2 LED(130)의 애노드 전극에 전기적으로 접속되는 캐소드 전극을 구비한다. 한편, 제 2 내지 제 N-1 LED(130) 각각은 제 1 내지 제 N-2 LED(130)의 캐소드 전극에 전기적으로 접속되는 애노드 전극과 제 3 내지 제 N LED(130)의 애노드 전극에 전기적으로 접속되는 캐소드 전극을 구비한다. 그리고 제 N LED(130)는 제 N-1 LED(130)의 캐소드 전극에 전기적으로 접속되는 애노드 전극과 캐소드 전극라인(124)에 전기적으로 접속되는 캐소드 전극을 구비한다.
구동부(140)는 각 LED(130)를 발광시키기 위한 정전류 신호(io)를 발생하여 인쇄회로기판(20)의 정전류 입력라인(122)에 공급한다. 이때, 구동부(140)는 와이어(150)를 통해 인쇄회로기판(120)의 정전류 입력라인(122) 및 캐소드 전극라인(124)에 전기적으로 접속된다.
이러한, 구동부(140)는 도 4에 도시된 바와 같이 정전류 신호(io)를 발생하기 위한 제어신호(CS)를 발생하는 제어부(142)와, 제어부(142)로부터의 제어신호(CS)에 따라 정전류 신호(io)를 발생하여 정전류 입력라인(122)에 공급하는 하나의 정전류 집적회로(Integrated Circuit : 이하 IC라 함)(144)를 구비한다.
제어부(142)는 외부로부터의 구동신호에 응답하여 제어신호(CS)를 발생하여 정전류 IC(144)에 공급한다.
정전류 IC(144)는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식을 이용하여 제어부(142)로부터 공급되는 제어신호(CS)에 따라 외부로부터 입력되는 입력신호(Vin)를 일정한 전류레벨 및 온 듀티(On Duty)를 가지는 정전류 신호(io)로 변조하여 정전류 입력라인(122)에 공급한다.
이러한, 구동부(140)는 하나의 정전류 IC(144)를 이용하여 N개의 LED(30) 각각을 발광시키기 위한 하나의 정전류 신호(io)를 발생하여 인쇄회로기판(120)의 정전류 입력라인(122)에 공급한다.
전류 분할회로(132)는 N개의 LED(130)로부터 발생되는 광의 화이트 밸런스(White Balance)를 맞추기 위하여 직렬 접속된 N개의 LED(130) 중 적색(R) LED(130R)에 병렬 접속된 제 1 분할회로(132a)와, 청색(B) LED(130B)에 병렬 접속된 제 2 분할회로(132b)를 구비한다.
제 1 분할회로(132a)는 직렬 접속된 N개의 LED(130) 중 적색(R) LED(130R)에 병렬 접속되어 적색(R) LED(130R)에 공급되는 정전류 신호(io)의 전류레벨을 설정하게 된다. 즉, 제 1 분할회로(132a)는 임피던스 소자로써 적색(R) LED(130R)의 애노드 전극과 캐소드 전극 양단간의 임피던스를 조절함으로써 적색(R) LED(130R)에 공급되는 정전류 신호(io)의 전류레벨을 설정하게 된다.
제 2 분할회로(132b)는 직렬 접속된 N개의 LED(130) 중 청색(B) LED(130B)에 병렬 접속되어 청색(B) LED(130B)에 공급되는 정전류 신호(io)의 전류레벨을 설정하게 된다. 즉, 제 2 분할회로(132b)는 제 1 분할회로(132a)와 다른 임피던스를 갖는 임피던스 소자로써 청색(B) LED(130B)의 애노드 전극과 캐소드 전극 양단간의 임피던스를 조절함으로써 청색(B) LED(130B)에 공급되는 정전류 신호(io)의 전류레 벨을 설정하게 된다.
이러한, 전류 분할회로(132)는 도 5에 도시된 바와 같이 녹색(G), 적색(R) 및 청색(B) LED(130G1, 130R, 130B, 130G2) 각각에 공급되는 전류레벨(i1, i2, i3)을 서로 다르게 설정하게 된다. 즉, 정전류 입력라인(122)과 캐소드 전극라인(124) 사이에 직렬 접속된 각 LED(130)의 양단 전압은 정전류 입력라인(122)에 공급되는 정전류 신호(io)의 전류레벨과 동일하므로, 전류 분할회로(132)는 적색(R) LED(130R) 및 청색(B) LED(130B)와 병렬 접속되어 적색(R) LED(130R) 및 청색(B) LED(130B)의 양단 전압을 조절하게 된다.
제 1 내지 제 4 LED(130)를 포함하는 일군의 LED(130)를 예를 들어 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 이때, 정전류 입력라인(122)에 공급되는 정전류 신호(io)는 구동부(140)에 의해 녹색(G) LED(130G)를 발광시키기 위한 전류값을 가지는 제 1 전류레벨(i1)을 가지는 것을 가정하기로 한다.
제 1 LED(130), 즉 제 1 녹색(G) LED(130G1)에는 정전류 입력라인(122)으로부터 제 1 전류레벨(i1)의 정전류 신호(io)가 인가된다. 이때, 정전류 신호(io)는 녹색(G) LED(130)를 발광시키기 위한 전류값을 가지는 전류레벨(i1)로 설정되어 구동부(140)로부터 공급된다.
반면에, 제 2 LED(130), 즉 적색(B) LED(130B)에는 제 1 분할회로(132a)의 임피던스에 의해 정전류 입력라인(122)으로부터 공급되는 제 1 전류레벨(i1)의 정전류 신호(io)가 제 1 전류레벨(i1)보다 작은 제 2 전류레벨(i2)로 설정되어 인가된다.
또한, 제 3 LED(130), 즉 청색(B) LED(130B)에는 제 2 분할회로(132a)의 임피던스에 의해 정전류 입력라인(122)으로부터 공급되는 제 1 전류레벨(i1)의 정전류 신호(io)가 제 1 전류레벨(i1)보다 큰 제 3 전류레벨(i3)로 설정되어 인가된다.
그리고 제 4 LED(130), 즉 제 2 녹색(G) LED(130G2)에는 정전류 입력라인(122)으로부터 제 1 전류레벨(i1)의 정전류 신호(io)가 인가된다.
이에 따라, N개의 LED(130) 중 각 녹색 LED(130G1, 130G2)는 제 1 전류레벨(i1)을 가지는 정전류 신호(io)의 온 듀티 구간에 공급되는 정전류에 의해 발광하여 녹색 광을 방출하게 된다. 또한, N개의 LED(130) 중 각 적색 LED(130R)는 제 2 전류레벨(i2)을 가지는 정전류 신호(io)의 온 듀티 구간에 공급되는 정전류에 의해 발광하여 적색 광을 방출하게 된다. 그리고, N개의 LED(130) 중 각 청색 LED(130B)는 제 3 전류레벨(i3)을 가지는 정전류 신호(io)의 온 듀티 구간에 공급되는 정전류에 의해 발광하여 적색 광을 방출하게 된다.
따라서, LED 어레이(110)는 각 적색 LED(130R)로부터의 적색 광과, 각 녹색 LED(130G1, 130G2)로부터의 녹색 광 및 각 청색 LED(130B)로부터의 청색 광을 혼합하여 백색 광을 발생하게 된다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트의 구동장치는 전류 분할회로(132)를 이용하여 하나의 정전류 IC(144)로부터 발생되는 하나의 정전류 신호(io)의 전류레벨을 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED(130R, 130G1, 130G2, 130B) 각각의 휘도 특성에 알맞도록 조절함으로써 화이트 컬러를 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트의 구동장치는 하나의 정전류 IC(144)를 이용하여 N개의 LED(130)를 발광시킬 수 있으므로 구동부(140)의 크기 및 제조비용을 현저히 감소시킬 수 있으며, 인쇄회로기판(120) 상의 배선 패턴을 단순화하게 하여 인쇄회로기판(120)의 설계 및 제작을 단순화시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 백 라이트의 구동장치에서는 정전류 입력라인(122)에 공급되는 정전류 신호(io)의 전류레벨에 따라 전류 분할회로(132)가 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED 중 적어도 2개의 LED에 병렬 접속될 수 있다. 즉, 전류 분할회로(132)는 정전류 신호(io)의 전류레벨이 적색(R) LED를 기준으로 설정될 경우 녹색(G) 및 청색(B) LED에 병렬 접속되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED 각각의 휘도 특성에 따라 정전류 신호(io)의 전류레벨을 설정한다. 또한, 즉, 전류 분할회로(132)는 정전류 신호(io)의 전류레벨이 청색(B) LED를 기준으로 설정될 경우 적색(R) 및 녹색(G) LED에 병렬 접속되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED 각각의 휘도 특성에 따라 정전류 신호(io)의 전류레벨을 설정한다.
다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 백 라이트의 구동장치에서는 인쇄회로기판(120) 상에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED 3개를 하나의 군으로 반복 배치하고, 적색(R) 및 청색(B) LED 각각에 병렬 접속되는 전류 분할회로(132)를 배치할 수 있다. 이때, 정전류 입력라인(122)에 공급되는 정전류 신호(io)의 전류레벨에 따라 전류 분할회로(132)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED 중 적어도 2개의 LED에 병렬 접속되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED 각각의 휘도 특성에 따라 정전류 신호(io)의 전류레벨을 설정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 인쇄회로기판 상에 직렬 접속된 N(단, N은 4의 배수)개의 발광 다이오드(Light Emitting Diode : 이하, LED라 함)를 가지는 M(단, N은 양의 정수)개의 LED 어레이(1101 내지 110m)를 포함하는 백 라이트 유닛(100)과, M개의 LED 어레이(1101 내지 110m)를 구동하기 위한 백 라이트 구동부(240)와, 백 라이트 유닛(100)으로부터 조사되는 광의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 액정패널(200)을 구비한다.
액정패널(200)은 상부기판(202) 및 하부기판(204) 사이에 액정이 주입되고 상부기판(202)과 하부기판(204) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 도시하지 않은 스페이서를 구비한다.
액정패널(200)의 상부기판(202)에는 도시하지 않은 컬러필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다.
액정패널(200)의 하부기판(204)에는 도시하지 않은 데이터 라인과 게이트 라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터 라인과 게이트 라인의 교차부에 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)가 형성된다.
박막 트랜지스터는 게이트 라인으로부터의 스캔신호(게이트펄스)에 응답하여 데이터 라인으로부터 액정셀 쪽으로 전송될 화상신호를 절환하게 된다. 데이터 라인과 게이트 라인 사이의 화소영역에는 화소전극이 형성된다.
그리고 액정패널(200)에는 데이터 라인들과 게이트 라인들 각각 접속되는 데이터 및 게이트 패드영역이 형성된다. 한편, 상부기판(202)의 전면에는 도시하지 않은 상부 편광판이 부착되고, 하부기판(204)의 배면에는 하부 편광판이 부착된다.
백 라이트 유닛(100)은 복수의 LED 어레이(1101 내지 110m)를 수납하는 보텀 커버(210)와, 보텀 커버(210) 상에 적층되는 확산판(212)과, 확산판(212) 상에 적층되는 복수의 광학시트(214)를 더 포함한다.
보텀 커버(210)는 M개의 LED 어레이(1101 내지 110m)를 수납하고 확산판(212), 복수의 광학시트(214) 및 액정패널(200)을 지지하고 역할을 한다.
확산판(212)은 M개의 LED 어레이(1101 내지 110m)로부터 조사되는 광을 확산시켜 광학시트(214)에 조사한다.
복수의 광학시트(214)는 확산판(212)에 의해 확산된 광이 액정패널(200) 쪽으로 진행하도록 광의 경로를 변환하여 광의 효율을 향상시키게 된다.
M개의 LED 어레이(1101 내지 110m) 각각은 도 3에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트의 구동장치에서 LED 어레이(110)와 동일한 구성을 가진다. 이에 따라, M개의 LED 어레이(1101 내지 110m) 각각에 대한 설명은 상술한 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트의 구동장치에 대한 설명으로 대신하기로 한다.
백 라이트 구동부(240)는 도 7에 도시된 바와 같이 M개의 LED 어레이(1101 내지 110m)에 개수에 대응되는 정전류 신호(io)를 발생하기 위한 제어신호(CS)를 발생하는 제어부(242)와, 제어부(242)로부터의 제어신호(CS)에 따라 정전류 신호(io)를 발생하여 각 LED 어레이(1101 내지 110m)에 공급하는 복수의 정전류 집적회로(Integrated Circuit : 이하 IC라 함)(2441 내지 244n)를 구비한다.
제어부(242)는 외부로부터의 구동신호에 응답하여 제어신호(CS)를 발생하여 각 정전류 IC(2441 내지 244n)에 공급한다.
각 정전류 IC(2441 내지 244n)는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식을 이용하여 제어부(242)로부터 공급되는 제어신호(CS)에 따라 외부로부터 입력되는 입력신호를 일정한 전류레벨 및 온 듀티(On Duty)를 가지는 정전류 신호(io)로 변조하여 각 LED 어레이(1101 내지 110m)에 공급한다.
이에 따라, 각 LED 어레이(1101 내지 110m)는 M개의 정전류 IC(2441 내지 244m) 각각으로부터 공급되는 정전류 신호(Io)에 의해 N개의 LED를 발광시킴으로써 각 적색 LED로부터의 적색 광과, 각 녹색 LED로부터의 녹색 광 및 각 청색 LED로부터의 청색 광을 혼합하여 백색 광을 발생하게 된다. 여기서, 각 LED 어레이(1101 내지 110m)의 구동방법에 대한 설명은 상술한 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트의 구동장치와 동일하므로 생략하기로 한다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 다른 액정 표시장치는 M개의 정전류 IC(2441 내지 244m)를 이용하여 M개의 LED 어레이(1101 내지 110m) 각각을 구동시킴으로써 구동부(240)의 크기 및 제조비용을 현저히 감소시킬 수 있으며, 인쇄회로기판 상의 배선 패턴을 단순화하게 하여 인쇄회로기판의 설계 및 제작을 단순화시킬 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 백 라이트의 구동장치와 이를 이용한 액정 표시장치는 전류 분할회로를 이용하여 발광 다이오드에 공급되는 정전류 신호의 전류레벨(진폭)을 조절함으로써 적색과 녹색 및 청색 발광 다이오드에 서로 다른 정전류 신호를 공급하게 된다. 이로 인하여, 본 발명은 하나의 정전류 집적회로를 이용하여 복수의 발광 다이오드를 직렬 구동하여 화이트 컬러를 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명은 복수의 발광 다이오드를 직렬 접속시킴으로써 인쇄회로기판 상의 배선 패턴을 단순화하게 하여 인쇄회로기판의 설계 및 제작을 단순화시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 복수의 발광 다이오드를 구동시키기 위한 정전류 집적회로의 수를 현저히 감소시킬 수 있으므로 구동부의 크기 및 제조비용을 감소시킬 수 있다.

Claims (17)

  1. 인쇄회로기판의 제 1 입력라인과 제 2 입력라인 사이에 반복적으로 직렬 접속된 복수의 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드들을 포함하는 발광 다이오드 어레이와,
    정전류 신호를 발생하여 상기 제 1 입력라인에 공급하고 기저신호를 발생하여 상기 제 2 입력라인에 공급하는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 백 라이트의 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드 중 적어도 2개의 발광 다이오드 각각에 병렬 접속되어 상기 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드 각각에 서로 다른 전류레벨의 상기 정전류 신호가 인가되도록 하는 전류 분할회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백 라이트의 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전류 분할회로는,
    상기 제 1 색 발광 다이오드에 병렬 접속되는 제 1 분할회로와,
    상기 제 2 색 발광 다이오드에 병렬 접속되는 제 2 분할회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 백 라이트의 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 분할회로는 임피던스 회로소자인 것을 특징으로 하는 백 라이트의 구동장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 정전류 신호를 발생하기 위한 제어신호를 발생하는 제어부와,
    상기 제어신호에 응답하여 제 1 전류레벨과 일정한 온 구간을 가지는 상기 정전류 신호를 발생하는 정전류 집적회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 백 라이트의 구동장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전류 분할회로는 상기 제 1 분할회로를 이용하여 상기 정전류 신호를 상기 제 1 전류레벨과 다른 제 2 전류레벨로 설정함과 동시에 상기 제 2 분할회로를 이용하여 상기 제 1 및 제 2 전류레벨과 다른 제 3 전류레벨로 설정하는 것을 특징으로 하는 백 라이트의 구동장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 색은 적색, 제 2 색은 청색, 그리고 상기 제 3 색은 녹색인 것을 특징으로 하는 백 라이트의 구동장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 상기 제 3 색, 제 1 색, 제 2 색 및 제 3 색의 순서로 반복되도록 상기 제 1 입력라인과 상기 제 2 입력라인 사이에 직렬 접속되는 것을 특징으로 하는 백 라이트의 구동장치.
  9. 인쇄회로기판의 제 1 입력라인과 제 2 입력라인 사이에 반복적으로 직렬 접속된 복수의 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드들을 가지는 복수의 발광 다이오드 어레이를 이용하여 백색 광을 발생하는 백 라이트 유닛과,
    정전류 신호를 발생하여 상기 제 1 입력라인에 공급하고 기저신호를 발생하여 상기 제 2 입력라인에 공급하는 백 라이트 구동부와,
    상기 백 라이트 유닛으로부터의 상기 백색 광의 투과율을 조절하는 화상을 표시하는 액정패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 각 발광 다이오드 어레이는 상기 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드들 중 적어도 2개의 발광 다이오드 각각에 병렬 접속되어 상기 제 1 내지 제 3 색의 발광 다이오드 각각에 서로 다른 전류레벨의 상기 정전류 신호가 인가되도록 하는 전류 분할회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전류 분할회로는,
    상기 제 1 색 발광 다이오드에 병렬 접속되는 제 1 분할회로와,
    상기 제 2 색 발광 다이오드에 병렬 접속되는 제 2 분할회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 분할회로는 임피던스 회로소자인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 백 라이트 구동부는,
    상기 정전류 신호를 발생하기 위한 제어신호를 발생하는 제어부와,
    상기 제어신호에 응답하여 제 1 전류레벨과 일정한 온 구간을 가지는 상기 정전류 신호를 발생하여 상기 복수의 발광 다이오드 어레이 각각에 공급하는 복수의 정전류 집적회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 전류 분할회로는 상기 제 1 분할회로를 이용하여 상기 정전류 신호를 상기 제 1 전류레벨과 다른 제 2 전류레벨로 설정함과 동시에 상기 제 2 분할회로를 이용하여 상기 제 1 및 제 2 전류레벨과 다른 제 3 전류레벨로 설정하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 색은 적색, 제 2 색은 청색, 그리고 상기 제 3 색은 녹색인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 상기 제 3 색, 제 1 색, 제 2 색 및 제 3 색의 순서로 반복되도록 상기 제 1 입력라인과 상기 제 2 입력라인 사이에 직렬 접속되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 백 라이트 유닛은,
    상기 복수의 발광 다이오드 어레이를 수납하는 보텀 커버와,
    상기 보텀 커버 상에 적층되는 확산판과,
    상기 확산판 상에 적층되는 복수의 광학시트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
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